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水流之间的相互作用

时间:2022-02-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:列奥纳多·达·芬奇推荐用沙子做一个小实验,研究两条水流大小不同的河流交汇时发生的情况。列奥纳多·达·芬奇对这个项目的计划至今仍保存完好,包括具体的图纸、相应的说明以及建设通道所需的挖掘设备的草图。但在1504年,他们的计划失败了,洪水冲毁了他们的工作。如何使水流保持在一个较低的水位来达到保护河堤的目的?在水流较深的地方安置障碍物是没有任何作用的,因为那里水很深,水流对底部冲击很大。

大英图书馆说明

列奥纳多·达·芬奇推荐用沙子做一个小实验,研究两条水流大小不同的河流交汇时发生的情况。在水流交汇的地方,大的水流一般阻碍小的水流,于是小水流水面涨起。同时,他也关注到风冲击水流所产生的涡流。

在这页的上部右侧,列奥纳多·达·芬奇绘出了流入阿诺河的里佛莱迪河、姆涅尼河及翁布朗尼河的情况,这是他对阿诺河分流的初步规划。这个项目可以将阿诺河水重新导入普拉托河及皮斯托亚河。

他计划从塞拉瓦莱大山下面开辟出新的路线,这是水利史上史无前例的较大规模的工程。他也想将齐阿娜峡谷的大片沼泽变成人工湖,在姆古娜娜和圣萨威诺之间的山下开辟通道,将人工湖连接到特拉兹菲诺湖。列奥纳多·达·芬奇对这个项目的计划至今仍保存完好,包括具体的图纸、相应的说明以及建设通道所需的挖掘设备的草图。

阿诺河谷

达·芬奇曾与马基雅维利有一个一样的梦想,就是建立一个系统的运河,从佛罗伦萨的阿诺河直通大海。马基雅维利作为一位著名的文艺复兴时期的思想家和作家,他专注于这项工程所能够带来的政治权利和军事意义,而达·芬奇除此之外更追求经济目的。达·芬奇设想这条运河能够灌溉阿诺河谷,卖水给农民,为政府赚钱。如果他们成功了,达·芬奇和马基雅维利也许会改变历史,使佛罗伦萨成为一个实力强大的邦国。

但在1504年,他们的计划失败了,洪水冲毁了他们的工作。有人说,达·芬奇对于这项工程是这样的痴迷,以至于这个山谷成为了《蒙娜丽莎》的背景。

阿诺河谷 达·芬奇

章节安排

手稿一:关于水中的水

手稿二:关于大海

手稿三:关于岩脉

手稿四:关于河流

手稿五:关于河床的性质

手稿六:关于障碍物体

手稿七:关于砾石的类型

手稿八:关于水面情况

手稿九:关于水流中运动的物体

手稿十:关于河流维护

手稿十一:关于沟渠

手稿十二:关于人工水道

手稿十三:关于使用设备

手稿十四:关于漂流水

手稿十五:关于被水流冲蚀的物体

三十八项议题

洪水过后,在障碍物比较多的地方,河床变得坑坑洼洼。发生上述现象是因为,河水中的障碍物会造成河底要么被泥沙填平,要么被掏空。因为如果是河水冲击障碍物,而不是简单地从障碍物上流过,水流会在障碍物前方将泥土掘起,在障碍物后面堆积起来。

而且如果水冲击障碍物,且越过障碍流过,障碍物前后的泥沙都会被移动。如果水流冲过或者包围着障碍物,水流会把障碍物周围的泥土掘起。但坡度很小的一侧例外,因为在那一侧没有向下的水流冲击。挖掘最深的地方会出现在水流冲击较强的地方或者水流较强的地方。

河流中静止的障碍物是原有的小岛、浅滩及深坑,因为这些障碍物会为后续的河水形成坚强的后盾。如果障碍物朝向水流方向的倾斜面比较宽敞,而两边及背后垂直,那么当水流从上面冲过,水流不会把障碍物前面的泥土冲掉,但是会把其两边及背后的泥土冲掉。如果障碍物前方垂直,背后为斜面,水流从障碍物上冲过后,会在前方形成大坑,但是后方却没有被冲蚀。

堤坝越是靠近瀑布或水流的地方,就越容易遭到破坏,反之,距离河水水流或瀑布越远,堤坝保存的时间就越久远。激流通过的河底,因为激流湍急而无法被看到,在水流的源头,河流中一般会出现逆流现象。完全同河面水流垂直放置的物体,越短越结实。保护堤坝物体的形状越短,越能抵挡洪流。

如何使河流中间的水流平稳?如何使水流保持在一个较低的水位来达到保护河堤的目的?作为河岸的堤坝,哪个地方会朝向河内塌方?作为河岸的堤坝,哪个地方会朝向河外塌方?哪里的河岸既不向河内塌方,也不向河外塌方,但是会在河流中部塌陷?当水流扭头冲击河岸,不久的将来河岸肯定会遭到破坏。如果水流越过堤坝,堤坝终究会遭到破坏。在水流较深的地方安置障碍物是没有任何作用的,因为那里水很深,水流对底部冲击很大。

距离主水流越远的河段,越会沉淀更多的异物。在水流迎面过来的前方不应当放置障碍物。

在那些河岸延续越长的河段,河岸对水流造成的弯曲越少。如果有部分流水是从山顶上下来,怎么能将船舶逆流送到山顶?在有些河流横穿的地方,如何建设航运水道?怎样使航运水道的水流平稳?怎样让航运水道不受到湍流的影响和避免被泥沙淤塞?

当河流流入或穿过航运水道时,如果水道的水位和河水水位相同,应当如何处理?如果河水越过航运水道,应当如何处理?当河流穿过水道或穿过较低水位的地方时,应当如何处理?在水道中如何建设排洪口?因为泥沙较厚,水会通过水道底部下渗,应当对水道如何处理?如何使水道底部更加坚固?在航运水道如何建设可以令水面升高的水闸?如何在多条河流上架桥?如何从河流引水灌溉?如何让河水水位每1英里递减1布拉乔奥?

这类障碍物的科学放置特别有用,因为科学放置可以教会我们如何疏导河道,并避免水流冲击的地方遭到毁坏。

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